JP2571891B2 - 振動ジャイロ - Google Patents
振動ジャイロInfo
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- JP2571891B2 JP2571891B2 JP4157648A JP15764892A JP2571891B2 JP 2571891 B2 JP2571891 B2 JP 2571891B2 JP 4157648 A JP4157648 A JP 4157648A JP 15764892 A JP15764892 A JP 15764892A JP 2571891 B2 JP2571891 B2 JP 2571891B2
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- JP
- Japan
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- excited
- piezoelectric elements
- angular velocity
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- Expired - Lifetime
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、角速度の検出に用い
る振動ジャイロ、特に角速度の検出精度を向上させた振
動ジャイロに関するものである。
る振動ジャイロ、特に角速度の検出精度を向上させた振
動ジャイロに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の振動ジャイロとしては、例えば図
３に示すようなものが知られている。この振動ジャイロ
においては、横断面形状が四角形を成す振動体１の一側
面１ａに第一の圧電素子２を、その側面１ａと隣接する
他の側面１ｂに第二の圧電素子３をそれぞれ貼着して振
動子４を構成している。圧電素子２，３は、それぞれの
インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置５の出力
側に接続され、さらにこの駆動装置５の出力側に、他の
インピーダンス素子Ｚ3 を介して容量素子６が接続され
て、これら圧電素子２，３および容量素子６に対して、
駆動装置５からそれぞれ自励駆動信号が印加されるよう
になっている。
３に示すようなものが知られている。この振動ジャイロ
においては、横断面形状が四角形を成す振動体１の一側
面１ａに第一の圧電素子２を、その側面１ａと隣接する
他の側面１ｂに第二の圧電素子３をそれぞれ貼着して振
動子４を構成している。圧電素子２，３は、それぞれの
インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置５の出力
側に接続され、さらにこの駆動装置５の出力側に、他の
インピーダンス素子Ｚ3 を介して容量素子６が接続され
て、これら圧電素子２，３および容量素子６に対して、
駆動装置５からそれぞれ自励駆動信号が印加されるよう
になっている。
【０００３】インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と圧電素子
２，３とのそれぞれの接続点７，８は、加算器９の入力
端子に接続され、この加算器９の出力端子とインピーダ
ンス素子Ｚ3 および容量素子６の接続点１０とが差動増
幅器１１の入力端子に接続されて、その差動出力が駆動
装置５に帰還されるようになっている。また、接続点
７，８は、差動増幅器１２の入力端子にも接続され、そ
の差動出力が同期検波器１３で検波された後、平滑回路
１４で平滑されて、角速度検出信号として取り出される
ようになっている。なお、同期検波器１３には、駆動装
置５の出力も供給されている。
２，３とのそれぞれの接続点７，８は、加算器９の入力
端子に接続され、この加算器９の出力端子とインピーダ
ンス素子Ｚ3 および容量素子６の接続点１０とが差動増
幅器１１の入力端子に接続されて、その差動出力が駆動
装置５に帰還されるようになっている。また、接続点
７，８は、差動増幅器１２の入力端子にも接続され、そ
の差動出力が同期検波器１３で検波された後、平滑回路
１４で平滑されて、角速度検出信号として取り出される
ようになっている。なお、同期検波器１３には、駆動装
置５の出力も供給されている。
【０００４】図３に示す振動ジャイロにおいては、圧電
素子２，３が自励振動ループの一部を構成し、駆動装置
５から圧電素子２，３に自励駆動信号を印加することに
よって、振動子４を直交三次元座標系のＸ軸方向に自励
振動させることができる。すなわち、この振動状態にお
いては、接続点７，８から得られる出力は、駆動装置５
からの自励駆動信号と、それぞれの圧電素子２，３の歪
みに伴って各圧電素子２，３から出力される電圧との合
成出力となる。したがって、それらの両合成出力の和を
加算器９で求め、その出力と接続点１０からの自励駆動
信号に対応する出力との差を差動増幅器１１で求めれ
ば、Ｘ軸方向の振動に基づいて圧電素子２，３から発生
された電圧だけが抽出されるので、この差動増幅器１１
の出力を駆動装置５に帰還させると、振動子４は自励振
動をするようになる。
素子２，３が自励振動ループの一部を構成し、駆動装置
５から圧電素子２，３に自励駆動信号を印加することに
よって、振動子４を直交三次元座標系のＸ軸方向に自励
振動させることができる。すなわち、この振動状態にお
いては、接続点７，８から得られる出力は、駆動装置５
からの自励駆動信号と、それぞれの圧電素子２，３の歪
みに伴って各圧電素子２，３から出力される電圧との合
成出力となる。したがって、それらの両合成出力の和を
加算器９で求め、その出力と接続点１０からの自励駆動
信号に対応する出力との差を差動増幅器１１で求めれ
ば、Ｘ軸方向の振動に基づいて圧電素子２，３から発生
された電圧だけが抽出されるので、この差動増幅器１１
の出力を駆動装置５に帰還させると、振動子４は自励振
動をするようになる。
【０００５】ここで、振動子４が自励振動している状態
で、振動子４がＺ軸廻りの回転を受けると、振動子４は
その角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸方向に振
動して、接続点７，８からの出力に差が生じる。したが
って、その差を差動増幅器１２で求めれば、コリオリの
力の発生に伴う電圧を分離して検出することができるの
で、この差動増幅器１２の出力を同期検波器１３で検波
した後、平滑回路１４で平滑することにより角速度検出
信号を得ることができる。
で、振動子４がＺ軸廻りの回転を受けると、振動子４は
その角速度に比例するコリオリの力によりＹ軸方向に振
動して、接続点７，８からの出力に差が生じる。したが
って、その差を差動増幅器１２で求めれば、コリオリの
力の発生に伴う電圧を分離して検出することができるの
で、この差動増幅器１２の出力を同期検波器１３で検波
した後、平滑回路１４で平滑することにより角速度検出
信号を得ることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の振動ジャイロにおいては、圧電素子２，３のそ
れぞれの静電容量値が、素子のばらつきや、周囲温度の
変化あるいは経時変化によって異なると、圧電素子２，
３に印加される自励駆動信号の位相および振幅が相違
し、これがため振動子４の振動方向や振幅が変動して、
平滑回路１４の出力の変動を引き起こしてドリフトを生
じるなど、角速度の検出精度が低下するという問題があ
る。
た従来の振動ジャイロにおいては、圧電素子２，３のそ
れぞれの静電容量値が、素子のばらつきや、周囲温度の
変化あるいは経時変化によって異なると、圧電素子２，
３に印加される自励駆動信号の位相および振幅が相違
し、これがため振動子４の振動方向や振幅が変動して、
平滑回路１４の出力の変動を引き起こしてドリフトを生
じるなど、角速度の検出精度が低下するという問題があ
る。
【０００７】この発明は、このような従来の問題点に着
目してなされたもので、ドリフトの発生を有効に抑制で
き、したがって角速度の検出精度を向上できるよう適切
に構成した振動ジャイロを提供することを目的とする。
目してなされたもので、ドリフトの発生を有効に抑制で
き、したがって角速度の検出精度を向上できるよう適切
に構成した振動ジャイロを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明では、横断面形状が多角形を成す振動体の
側面に設けられ、自励振動ループの一部を構成する少な
くとも二つの圧電素子を具える振動ジャイロにおいて、
前記二つの圧電素子間に、自励振動信号に同期して交番
的に断続するスイッチ回路を設ける。
め、この発明では、横断面形状が多角形を成す振動体の
側面に設けられ、自励振動ループの一部を構成する少な
くとも二つの圧電素子を具える振動ジャイロにおいて、
前記二つの圧電素子間に、自励振動信号に同期して交番
的に断続するスイッチ回路を設ける。
【０００９】
【作用】かかる構成において、二つの圧電素子には、自
励振動信号に同期して交番的に位相および振幅が一致し
た自励駆動信号が印加され、静電容量値の変動等による
振動子の振動方向や振幅の変動が抑制され、したがって
角速度検出信号のドリフトの発生が抑制されて、その検
出精度の向上が可能となる。
励振動信号に同期して交番的に位相および振幅が一致し
た自励駆動信号が印加され、静電容量値の変動等による
振動子の振動方向や振幅の変動が抑制され、したがって
角速度検出信号のドリフトの発生が抑制されて、その検
出精度の向上が可能となる。
【００１０】
【実施例】図１は、この発明の一実施例を示すもので、
図３に示す符号と同一符号は同一作用を成すものを示
す。この振動ジャイロにおいては、図３と同様に、横断
面形状が四角形を成す振動体１の一側面１ａに第一の圧
電素子２を、その側面１ａと隣接する他の側面１ｂに、
第一の圧電素子２とともに自励振動ループの一部を構成
する第二の圧電素子３をそれぞれ貼着して振動子４を構
成する。圧電素子２，３は、それぞれインピーダンス素
子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置５の出力側に接続し、さら
に駆動装置５の出力側には、他のインピーダンス素子Ｚ
3 を介して容量素子６を接続して、これら圧電素子２，
３および容量素子６に、駆動装置５からの自励振動信号
を各インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2,Ｚ3 を介して自励駆動
信号としてそれぞれ印加するようにする。
図３に示す符号と同一符号は同一作用を成すものを示
す。この振動ジャイロにおいては、図３と同様に、横断
面形状が四角形を成す振動体１の一側面１ａに第一の圧
電素子２を、その側面１ａと隣接する他の側面１ｂに、
第一の圧電素子２とともに自励振動ループの一部を構成
する第二の圧電素子３をそれぞれ貼着して振動子４を構
成する。圧電素子２，３は、それぞれインピーダンス素
子Ｚ1,Ｚ2 を介して駆動装置５の出力側に接続し、さら
に駆動装置５の出力側には、他のインピーダンス素子Ｚ
3 を介して容量素子６を接続して、これら圧電素子２，
３および容量素子６に、駆動装置５からの自励振動信号
を各インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2,Ｚ3 を介して自励駆動
信号としてそれぞれ印加するようにする。
【００１１】この実施例では、接続点７，８間に、例え
ばアナログスイッチ、ＦＥＴ等から成るスイッチ回路１
５を接続し、このスイッチ回路１５を駆動装置５からの
自励振動信号に同期して、その半周期毎に断続して接続
点７，８間を短絡および解放させるようにする。
ばアナログスイッチ、ＦＥＴ等から成るスイッチ回路１
５を接続し、このスイッチ回路１５を駆動装置５からの
自励振動信号に同期して、その半周期毎に断続して接続
点７，８間を短絡および解放させるようにする。
【００１２】一方、インピーダンス素子Ｚ1,Ｚ2 と圧電
素子２，３とのそれぞれの接続点７，８は、加算器９の
入力端子に接続し、この加算器９の出力端子とインピー
ダンス素子Ｚ3 および容量素子６の接続点１０とを差動
増幅器１１の入力端子に接続して、その差動出力を駆動
装置５に帰還する。また、接続点７，８は、差動増幅器
１２の入力端子にも接続し、その差動出力を平滑回路１
４で平滑して、角速度検出信号として取り出すようにす
る。
素子２，３とのそれぞれの接続点７，８は、加算器９の
入力端子に接続し、この加算器９の出力端子とインピー
ダンス素子Ｚ3 および容量素子６の接続点１０とを差動
増幅器１１の入力端子に接続して、その差動出力を駆動
装置５に帰還する。また、接続点７，８は、差動増幅器
１２の入力端子にも接続し、その差動出力を平滑回路１
４で平滑して、角速度検出信号として取り出すようにす
る。
【００１３】かかる振動ジャイロにおいて、スイッチ回
路１５は、駆動装置５からの自励振動信号に同期して、
その半周期毎に導通および非導通となるので、接続点
７，８には、図２に示すように、スイッチ回路１５が導
通して接続点７，８間が短絡状態になる期間Ａにおいて
は、位相および振幅が一致した自励駆動信号１６が印加
され、スイッチ回路１５が非導通となって接続点７，８
間が解放状態になる期間Ｂにおいては、コリオリの力の
発生に伴う電圧差が生じることになる。
路１５は、駆動装置５からの自励振動信号に同期して、
その半周期毎に導通および非導通となるので、接続点
７，８には、図２に示すように、スイッチ回路１５が導
通して接続点７，８間が短絡状態になる期間Ａにおいて
は、位相および振幅が一致した自励駆動信号１６が印加
され、スイッチ回路１５が非導通となって接続点７，８
間が解放状態になる期間Ｂにおいては、コリオリの力の
発生に伴う電圧差が生じることになる。
【００１４】したがって、圧電素子２，３には、接続点
７，８間が短絡される自励振動信号の半周期毎に、位相
および振幅が一致した自励駆動信号が印加されることに
なるので、差動増幅器１１の出力を駆動装置５に帰還す
ることにより、振動子４の自励振動を十分安定なものと
することができる。
７，８間が短絡される自励振動信号の半周期毎に、位相
および振幅が一致した自励駆動信号が印加されることに
なるので、差動増幅器１１の出力を駆動装置５に帰還す
ることにより、振動子４の自励振動を十分安定なものと
することができる。
【００１５】また、振動子４が自励振動している状態
で、振動子４がＺ軸廻りの回転を受け、その角速度に比
例するコリオリの力により振動子４がＹ軸方向に振動す
ると、接続点７，８間が解放される自励振動信号の他の
半周期毎に、接続点７，８にはコリオリの力の発生に伴
う電圧差が生じるので、この差を差動増幅器１２で求め
て平滑回路１４で平滑すれば、角速度検出信号を得るこ
とができる。
で、振動子４がＺ軸廻りの回転を受け、その角速度に比
例するコリオリの力により振動子４がＹ軸方向に振動す
ると、接続点７，８間が解放される自励振動信号の他の
半周期毎に、接続点７，８にはコリオリの力の発生に伴
う電圧差が生じるので、この差を差動増幅器１２で求め
て平滑回路１４で平滑すれば、角速度検出信号を得るこ
とができる。
【００１６】この実施例によれば、圧電素子２，３は、
自励振動信号の半周期毎に、自励振動機能と角速度検出
機能とを交互に繰り返すことになる。したがって、それ
ぞれの機能の受け持ち期間に、その機能を達成すれば良
く、相互の他機能動作期間中においては、自機能が不要
となる。
自励振動信号の半周期毎に、自励振動機能と角速度検出
機能とを交互に繰り返すことになる。したがって、それ
ぞれの機能の受け持ち期間に、その機能を達成すれば良
く、相互の他機能動作期間中においては、自機能が不要
となる。
【００１７】なお、上述した実施例では、振動体１の横
断面形状を四角形としたが、四角形以外の任意の多角形
状とすることができる。また、上述した実施例では、圧
電素子２，３に、自励振動と角速度検出との双方の機能
を持たせるようにしたが、自励振動を行う圧電素子と角
速度検出を行う圧電素子とをそれぞれ独立して設けるこ
ともできる。
断面形状を四角形としたが、四角形以外の任意の多角形
状とすることができる。また、上述した実施例では、圧
電素子２，３に、自励振動と角速度検出との双方の機能
を持たせるようにしたが、自励振動を行う圧電素子と角
速度検出を行う圧電素子とをそれぞれ独立して設けるこ
ともできる。
【００１８】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、自励
振動ループの一部を構成する少なくとも二つの圧電素子
間に、自励振動信号に同期して交番的に断続するスイッ
チ回路を設けるという簡単な回路構成により、二つの圧
電素子の静電容量値の変動等による振動子の振動方向や
振幅の変動を有効に抑制でき、したがって角速度検出信
号のドリフトの発生を有効に抑制して、その検出精度を
向上することができる。
振動ループの一部を構成する少なくとも二つの圧電素子
間に、自励振動信号に同期して交番的に断続するスイッ
チ回路を設けるという簡単な回路構成により、二つの圧
電素子の静電容量値の変動等による振動子の振動方向や
振幅の変動を有効に抑制でき、したがって角速度検出信
号のドリフトの発生を有効に抑制して、その検出精度を
向上することができる。
【図１】この発明の一実施例を示す図である。
【図２】図１の動作を説明するための信号波形図であ
る。
る。
【図３】従来の技術を説明するための図である。
１ 振動体 １ａ，１ｂ 側面 ２，３ 圧電素子 ４ 振動子 ５ 駆動装置 ６ 容量素子 ７，８，１０ 接続点 ９ 加算器 １１，１２ 差動増幅器 １４ 平滑回路 １５ スイッチ回路
Claims (1)
- 【請求項１】 横断面形状が多角形を成す振動体の側面
に設けられ、自励振動ループの一部を構成する少なくと
も二つの圧電素子を具える振動ジャイロにおいて、前記
二つの圧電素子間に、自励振動信号に同期して交番的に
断続するスイッチ回路を設けたことを特徴とする振動ジ
ャイロ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4157648A JP2571891B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 振動ジャイロ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4157648A JP2571891B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 振動ジャイロ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH063151A JPH063151A (ja) | 1994-01-11 |
| JP2571891B2 true JP2571891B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=15654324
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4157648A Expired - Lifetime JP2571891B2 (ja) | 1992-06-17 | 1992-06-17 | 振動ジャイロ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2571891B2 (ja) |
-
1992
- 1992-06-17 JP JP4157648A patent/JP2571891B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH063151A (ja) | 1994-01-11 |
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